
一項新研究表明,除了遠古動物遺骸經億萬年壓縮和加熱外,地球深處的甲烷也可能形成高碳氫化合物。當然,熔融甲烷油遠不如普通石油常見,但這項研究表明,非生物成因的碳氫化合物確實可能存在於地球某些高壓高溫區域。
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學家利用超級電腦模擬了埋藏在地殼下 40 至 95 英里處的碳原子和氫原子會發生什麼情況,它們將在那裡受到巨大的壓力和溫度的影響。
研究人員發現,在高於華氏2240度(約攝氏1200度)的溫度和比地球表面高5萬倍的壓力下,甲烷分子可以聚變形成含有多個碳原子的碳氫化合物。研究人員表示,與金屬或碳的相互作用會加速這一聚變過程。根據勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)發布的新聞稿,這些條件存在於地下約70英里(約113公里)。
甲烷 (CH4) 含有一個碳原子和四個氫原子;丙烷和丁烷等高級烴類化合物含有較多的碳原子。
石油和天然氣中約99%的碳氫化合物來自古代生物(如浮游動物和藻類)的遺骸,這些遺骸經過壓縮和加熱後形成。這些生物被埋在地球表面下5到10英里的沉積層下。
在19世紀和20世紀,一些科學家認為碳氫化合物也可以透過非生物過程形成。太陽系中一些天體上甲烷的存在表明,碳氫化合物可以在沒有有機成分的情況下存在。但這理論逐漸被人們拋棄,部分原因是人們從未發現任何非生物成因的石油礦藏。
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的研究人員並未聲稱知道此類沉積物的具體位置,也沒有研究這些深層沉積物是否以及如何遷移到地幔更高處以供開採。但加州大學戴維斯分校教授、該研究的資深作者朱莉婭·加利(Giulia Galli)表示,研究人員認為,在裂谷或俯衝帶等特定環境中,非生物成因的碳氫化合物在技術上是可能的。這項研究成果發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS )。
「我們並不是說在現實的『骯髒』的地幔條件下,碳氫化合物含量會更高,但我們認為,僅憑壓力和溫度就足以導致這種情況發生,」她說。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室